木材的化学组成

木材的化学组成 木材的化学组成 木材的化学组成 一、元素组成 (一)木材组成几乎不受树种之影响，一般实验式C1.5H2.1O1.0 1、C约占50,。 2、H约占6,。 3、O约占44,。 4、N含量很少(0.05,)一般不以计算。 5、灰分在0.5,左右。 (二)灰分 1、百分比:一般含量0.5,，南洋材超过1,(4,5,)。 2、成分: CaO:60, Na2O:10,20,溶于水 SiO2:0.5,2,不溶于水 :5,10,溶于水 MgO K2O:10,20,溶于水 3、对制浆造纸之影响 (1)易产生Si影响药品回收，废水处理困难。 (2)蒸解时易阻塞管壁。 (3)一般以水溶性较佳，因含量少不大注意，但于制浆造纸时则需要Ash来填纸张纤维凹凸不平，使之平滑。 二、化学组成 木材之化学组成相当复杂，木材中之组织细胞是由各种不同之化学成分所组成，且呈不均匀之分布于木材之各各角落，使木材产生各种不同之解剖及物理上之特征。其各化学成分相互之间环环相扣，无法由单一之化学成分来推论木材之化学性质。 大部分木材中之化学成分均属于高分子聚合物，要分离这些纠缠不清之聚合物，没有用特殊之方法是很难达成的任务。目前一般将木材之化学成分以下方式加以分类: 1. 碳水化合物 2. 酚类化合物 3. 萜类化合物 4. 脂肪酸 5. 醇类 6. 蛋白质 7. 无机物质 (一)碳水化合物(Carbohydrates) 木材中之碳水化合物主要以多醣类(polysaccharides)为主，大约占木材成分中之3/4，包括纤维素(cellulose)及冷水无法抽出之非纤维素多醣类【(半纤维素(hemicellulose)、淀粉(starch)、果胶质(pectic)】)及水溶性多醣类，如树胶醛糖分解乳醣(arabinogalactans)。 纤维素为木材中之主要成分，约占1/2 之重量比例。单糖(sugar)主要出现于树液或是未成熟组织中，于成熟组织中则为不受重视之成分。 (二)酚类化合物(Phenolic substances) 芳香族物质为具有苯环之化合物,于木质素中之芳香族物质之主要特征为具酚式羟基(phenolic hydroxyl) ,有时会有甲基化(Methylated)。约占木材成分之20-30%。 木材中之主要芳香族物质为木质素，为一相当复杂之化学物质，不溶于一般溶剂中。 有些芳香族物质会溶于水或有机溶剂中，如单宁(tannins)、鞣酐(phlobaphenes)、色素(coloring matters) 及类木质素(lignan)，其它则须以酸或碱加以水解。 注: -1.芳香环: 苯环 比定 引朵 酚 (三)萜类化合物(Terpenes,松精油) 萜类化合物包括有萜烯(terpene)及其它萜类化合物(terpenoid) 萜烯系指羟类化合物---分子链为异戊二烯倍数之化合物(C5H8)n 其它萜类化合物系指带有羟基(-OH)、羰基(-C=O)及羧酸基(-COOH)之萜类化合物。包括一些挥发性物质及树脂酸等，在针叶树材中有些树种占有5%之含量，在阔叶树材中则较少。 (C5H8)n (四)脂肪酸(Aliphatic acid) 脂肪酸通常是以之酯(ester)的方式存在，例如醋酸(acetic acid)即与部分之多醣类(半纤维素)结合，以酯类的模式存在于木材中，约占木材成分之 1-5%。 三酸甘油酯 (油脂水解产生脂肪酸) -COOH+ R CH3-COOR CH3 醋酸 多醣类 醋酸酯 (五)醇类(Alcohol) 包括脂族醇(Aliphatic alcohol, CH3(CH2)n-CH2OH)及固醇(sterols)等。 ? ? sterol Cholesterol Phytosterol Ergosterol ? 胆固醇 植物醇 麦角脂醇 胆固醇为一种固醇类，在人体组织的细胞膜中。胆固醇并非饮食上必需的养份，主要来自于摄取含胆固醇之食物或来合成自于多余之未燃烧之代谢物。 固醇或类固醇均属于固醇类在A环上具有氢氧基。在具有氢氧基的A环端具有极性，另一端则非极性的脂族链。 在植物中之固醇类称为植物醇，动物者则称为胆固醇。 固醇类在生物体中扮演重要的角色，例如胆固醇为细胞膜之一部份可以调节细胞膜之流动性。在人体中植物醇尚能阻止胆固醇之吸收，而降低人体内之胆固醇。 (六)蛋白质(Protein) 蛋白质于未成熟组织中为重要之化学成分，但若是于成熟组织中则只约占 木材成分之1%，含量多寡以N之含量来决定之。 (七)无机质(Inorganic material) 温带树种中之无机质小于0.5%，若为热带树种其含量1-5%或更高之含量。 无机物如钠、氯化物、磷酸根、碳酸、氮…….. (八)其它 有些其它的有机物质可能发生在特定的树种中如: 1. 环醇(Cyclicpolyhydric alcohol, cyclitol) 2. 醛类(Aldehydes)----oak 中之香草醛(葡萄酒中香味之一) 3. 碳氢化合物(Hydrocarbons):饱和及未饱合之碳氢化合物及芳香 族化合物 4. 生物碱(Alkaloids) 5. 二元酸(Dbasic acid) aldehydes (醛类) 于有机化合物之末端有羰基 –CH=O